Общая химическая технология. Брянкин К.В - 16 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

В
A,0
, C
A,0
, X
A,0
C
A,1
X
A,1
C
A,2
X
A,2
C
A,к
= C
A,3
X
A,к
= X
A,3
РИС. 2.9. КАСКАД РЕАКТОРОВ ИДЕАЛЬНОГО СМЕШЕНИЯ
С
С
A,0
С
A,1
С
A,2
С
A,3
1 2 3 m
Рис. 2.10. Изменение концентрации реагента А
в каскаде реакторов идеального смешения
В каждом реакторе концентрация исходного реагента в объеме постоянна и равна концентрации его на вы-
ходе из реактора. Изменение концентрации исходного вещества в нем происходит так же, как и в РИС-Н, т.е.
скачком, при входе реакционной смеси в реактор. Однако рабочая концентрация С
А
в каскаде поддерживается
выше, чем в единичном реакторе смешения, и при увеличении числа реакторов приближается к значению кон-
центрации в РИВ.
Расчет каскада реакторов заключается в определении числа ступеней (числа реакторов) т, необходимых
для достижения заданной степени превращения Х
А
. Существуют графический и аналитический методы расчета
каскада реакторов.
Графический метод расчета каскада реакторов прост и позволяет рассчитать К-РИС для реакции любого
порядка. В основе расчета лежит уравнение (2.29), из которого для m-го реактора К-РИС следует, что условное
время пребывания реагента в камере смешения
тА
тАтА
А
АА
А
АА
r
СС
r
СС
r
ХС
,
,1-,
1,
1,,0,0
см
τ
−
−
=
−
−
=
−
= ,
где С
А, т–1
, С
А, т
– концентрации исходного вещества А на входе в m-й реактор и на выходе из него.
Из этого уравнения можно найти
тА
тА
А
С
С
r
,
смсм
1-,
τ
1
τ
−=−
. (2.35)
Концентрации реагента на входе в (т – 1)-й реактор С
А,m–1
и время пребывания τ
см
в нем величины извест-
ные и постоянные, так как они заданы по условию. Таким образом, из уравнения (2.35) следует, что для m-гo
реактора зависимость –r
А
= f (C
A
) изображается в виде прямой с углом наклона α, для которого
см
τ1tgα
−
=
. (2.36)
С другой стороны, скорость реакции описывается кинетическим уравнением
п
АA
kСr =− (рис. 2.11). По-
этому точка пересечения прямой и кривой характеризует концентрацию исходного реагента в m-ом реакторе.
Для проведения расчета К-РИС графическим методом необходимо вначале построить кривую по кинети-
ческому уравнению (рис. 2.11), а затем из точки, лежащей на оси абсцисс, для которой С
А,т–1
= С
А,0
, провести
прямую с тангенсом угла наклона –1/τ
см
до пересечения с кривой в точке М. Опустив перпендикуляр из точки М

Страницы